成秋明郑州报告ppt课件

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1、中国地质大学（北京）中国地质大学（北京）成秋明大数据挖掘与深部资源评价大数据挖掘与深部资源评价Big Data Mining and Earth Resources Assessment2017.2.29qiuming.chengiugs.org中国地质大学（北京）成秋明大数据挖掘与深部资源评价2017.国际地学体系与大科学研究计划奇异性理论方法与极端事件评价123报告提纲大数据地质智能与资源-环境预测评价隐伏矿预测（覆盖区与深部资源评价）4国际地学体系与大科学研究计划奇异性理论方法与极端事件评价12IUGS-RFGIUGS-RFGthe largest scientific unions s

2、upporting 120 nations and a million geoscientists国际地科联成立于1961年，非政府性学术组织，国际科学联合会理事会(ICSU)成员，现有121个成员国和58个附属国际地球科学学会。IUGS-RFGthelargestscientificMatters since 35th IGC 35th IGC in Cape Town1 36th IGC In Delhi,India 37th IGC In Busan,Korea 4th IUGS-IGC Council Meeting RFG2018,Vancouver,Canada Matterssi

3、nce35thIGC35thIMatters since 35th IGC Election and handover the new EC1Matterssince35thIGCElectiFirst Executive Committee Meeting First IUGS EC meeting and IGCP&Geopark Council meeting held in UNESCO headquater,Paris 20172017年年2 2月月15-1815-18日，国际地科联日，国际地科联(IUGS)(IUGS)年度执行委员会会议在联年度执行委员会会议在联合国教科文组织巴黎总

4、部召开合国教科文组织巴黎总部召开FirstExecutiveCommitteeMeetRFGIUGS-RSIUGS-RS国际地科联主导或合作的科学计划国际地质对比计划世界地质公园一张地质图计划未来资源保障计划遥感技术应用计划ForensicGeology法律地质Internationalstandards;Geoscienceeducation;Geoscienceinformation;Resourcesandenergy；Environmentalmanagement；Hazards.国际标准制定地质教育与普及地学数据与信息资源与能源环境评价与管理灾害预防与管理Chem-Earth化学地球

5、RFGIUGS-RS国际地科联主导或合作的科学计划国际地质对国际地球科学体系联合国教科文组织国际科学委员会国际社会科学委员会国际专业领域联合会国际地球科学体系联合国教科文组织国际科学委员会国际社会科学委国际地学联盟科学计划灾害风险研究与评价地球科学与未来地球极端自然灾害与社会影响灾害和风险管理中的信息价值国际全球认知年国际地学联盟科学计划灾害风险研究与评价地球科学与未来地球极端国际地学体系与大科学研究计划奇异性理论方法与极端事件评价123报告提纲大数据地质智能与资源-环境预测评价隐伏矿预测（覆盖区与深部资源评价）4国际地学体系与大科学研究计划奇异性理论方法与极端事件评价12多尺度“天-地-深一

6、体化”数字地球 深空、深海、深地、深时测试、模拟、观测、探测多尺度“天-地-深一体化”数字地球深空、深海、深地、深时测ICSU+ISSCICSICSU+ISSCICSAninternationalaccord(2015)国际大科学计划新机遇国际科学与社科委员会合并新的科学委员会数据开放与大数据协议人文人文社科社科工程工程“解决方案”为导向的科技创新自然自然科学科学ICSU+ISSCICSAninternationBig Data MiningBig Data MiningDecision SupportDecision Support大数据挖掘大数据挖掘与与资源环境决策支撑资源环境决策支撑Kn

7、owledge Base SystemKnowledge Base System Smart Future Earth Smart Future Earth 大数据云环境物联网+GIS智能未来地球：智能未来地球：智能未来地球：智能未来地球：数据数据数据数据-信息信息信息信息-知识知识知识知识-决策系统决策系统决策系统决策系统复杂数据集成与知识挖掘复杂数据集成与知识挖掘BigDataMiningKnowledgeBaseBig data and cloudsBig data and cloudsInternetInternetAssessment and Assessment and Big D

8、ata MiningBig Data MiningData Information-Knowledge Decision Data Information-Knowledge Decision 大数据挖掘与资源环境决策支撑大数据云环境大数据云环境大数据云环境大数据云环境互联网互联网互联网互联网预测评价与决策支撑预测评价与决策支撑预测评价与决策支撑预测评价与决策支撑全球全球-免费免费-开放开放-共享共享-服务服务BigdataandcloudsInternetAssIUGS Active MemberIUGS Inactive MemberOther Nations or RegionsConv

9、erging plate margins Large earthquakes(6.5)Critical problems e.g.hazards threatening underrepresented countries along converging plate margins 板块汇聚与资源-环境-灾害效应 “一带一路”计划、“南-南”合作 IUGSActiveMemberIUGSInactiv国际地学体系与大科学研究计划奇异性理论方法与极端事件评价123报告提纲大数据地质智能与资源-环境预测评价隐伏矿预测（覆盖区与深部资源评价）4国际地学体系与大科学研究计划奇异性理论方法与极端事件评

10、价12地幔对流地幔对流地壳重建地壳重建Heat flow 洋中脊热流洋中脊热流Magmatism 岩浆事件岩浆事件Slab break 板片断离板片断离Earthquakes 地震地震Landslides 滑坡滑坡Volcanoes 火山火山Floods 洪水洪水Hurricanes 飓风飓风Tsunamis 海啸海啸Mineralization 成矿成矿 Mantle Convection vs.plate tectonics(Mantle Convection vs.plate tectonics(地幔对流与板块运动地幔对流与板块运动地幔对流与板块运动地幔对流与板块运动)Singulari

11、ty Singularity、AnisotropyAnisotropy、Self-similarity and Self-organized criticality Self-similarity and Self-organized criticality 复杂性理论与非线性过程复杂性理论与非线性过程地幔对流地壳重建Heatflow洋中脊热流Mantle奇异性理论与极端事件预测评价洋中脊热流洋中脊热流地震地震地震地震岩浆活动与成矿奇异性理论与极端事件预测评价洋中脊热流地震地震岩浆活动Mount St.Helens Earthquakes:November 2007Locations of E

12、arthquakes Number of Event and Energy ReleaseMount St.Helens Volcano火山诱发的地震能量释放与时间MountSt.HelensEarthquakes:Submarine earthquakes can generate tsunamisVolcano and Earthquakecan cause tsunamis火山或地震诱发的海啸SubmarineearthquakescangeneMineralization forms mineral deposits-mines 成矿作用造成矿物质超常富集Mineralizationf

13、ormsmineraldMatter DensitySpace（A）location（r r）1minEnergyTime Time（A）Density（r r）MineralizationMultifractaldensitymodel地震、成矿等从表象上看都是极端事件，往往表现出随机性和奇异性特征，但深入研究后发现，可以采用多重分形模型定量研究多尺度奇异性及其内在的自相似性，这一发现为定量模拟奇异性（异常）提供了理论基础。物物质质聚聚集集空间（空间（A）空间空间位置位置1分钟能能量量释释放放时间时间时间（时间（A）成矿地震极端事件多重分形模型MatterSpace（A）location1m

14、inEn传统密度概念传统密度概念Unit:g/cm3,kg/m3.Quartz Gold2.66g 19.3g传统密度概念Unit:g/cm3,kg/m3.QFractaldensity c(unit:g/cm,kg/m):Fractaldensity-fractaldimensionofdensityece分形密度分形密度Fractaldensityc(unit:g/cmOrdinarydensityFractaldensity分形密度分形密度正常密度正常密度Degreeofsingularity?正常正常 vs.异常？异常？OrdinarydensityFractaldensFractal

15、density:implicationonearthdynamicssystems?Fractaldensity:implicationonearthdynamicssystems?Singularfields?Singularphysics?Singularfields?Singularphysics?奇异性数学-物理新概念和公式更新传统地球动力学理论和公式物理变量物理参数Fractaldensity:implicationo大洋中脊热流动力学研究大洋中脊热流动力学研究板块热对流模型板块热对流模型GDH1-Global Depth and Heat model(GDH1)PSM-Parson

16、s and Sclater modelHS-Half space model 大洋中脊热流动力学研究GDH1-GlobalDeptha大洋中脊热流动力学研究大洋中脊热流动力学研究板块热对流模型板块热对流模型大约大约4万热流测量数据空间分布万热流测量数据空间分布大洋中脊热流动力学研究大约4万热流测量数据空间分布q(t)=166.49t-0.241 分形密度取代传统岩石圏密度不仅改善了模型对观测数据的拟合效果，同时为计算热能损失提出了新的课题和可能的方法。分形密度和洋中脊板块热对流模型奇异性分析分形密度和洋中脊板块热对流模型奇异性分析(Cheng,2015,Scientific Reports)q

17、(t)=166.49t-0.241分形密度取代传统岩超大陆形成地壳增生和地壳循环超大陆形成地壳增生和地壳循环岩浆或碎屑锆石岩浆或碎屑锆石U-Pb年龄与其它同位年龄与其它同位素数据结合研究超大陆的素数据结合研究超大陆的“幕式幕式”形形成过程和地壳增生与循环演化。成过程和地壳增生与循环演化。超大陆形成地壳增生和地壳循环岩浆或碎屑锆石U-Pb年龄与其它分形密度分析超大陆导致地壳增生和循分形密度分析超大陆导致地壳增生和循环的奇异性环的奇异性对来源于对来源于5个研究团队的近个研究团队的近25万个碎屑锆石万个碎屑锆石U-Pb年龄数据年龄数据进行详细的定量进行详细的定量对比分析，不仅首次发现年龄峰值具有奇异

18、性，说明，岩浆岩的形成可能对比分析，不仅首次发现年龄峰值具有奇异性，说明，岩浆岩的形成可能受到板块碰触、板片断离、地幔柱等事件影响，而且，奇异性强度随时间受到板块碰触、板片断离、地幔柱等事件影响，而且，奇异性强度随时间降低，可能反应地球变冷造成岩浆活动强度降低，据此可以预测未来降低，可能反应地球变冷造成岩浆活动强度降低，据此可以预测未来2.8GA板块构造将结束活动。板块构造将结束活动。（Cheng，submitted to Geology)分形密度分析超大陆导致地壳增生和循环的奇异性对来源于5个研究分形密度和分布在不同大地构造单元中地震分形密度和分布在不同大地构造单元中地震概率概率-规模模型奇

19、异性分析规模模型奇异性分析发生在发生在1964-2015年大于年大于5级的级的17万个深成地震万个深成地震分布图分布图分形密度和分布在不同大地构造单元中地震概率-规模模型奇异性分分形密度和分布在不同大地构造单元中地震分形密度和分布在不同大地构造单元中地震概率概率-规模模型奇异性分析规模模型奇异性分析发生概率小发生概率小-释放能量大具有奇异性释放能量大具有奇异性奇异性强度依次：碰触带奇异性强度依次：碰触带-俯冲带俯冲带-洋中脊相关的地震洋中脊相关的地震分形密度和分布在不同大地构造单元中地震概率-规模模型奇异性分Singularityanalysisofearthquakefrequencydis

20、tributionSingularityanalysisofearthqIn about 200 years the singularity In about 200 years the singularity will disappear?River morphology will disappear?River morphology changes through time due to changes through time due to weathering.weathering.Singularityanalysisoffloods(EastHumberRiver,Toronto)

21、Inabout200yearsthesingula普雄米甲冲P普雄M米甲冲Delineated 13 anomalies including 6 in the west district.Among these anomalies two new Pb/Zn mineral deposits(M and P)have been discovered.EASTEASTWESTWESTGeochemicalmapSingularitymapGeologymapofGejiuDistrictSingularitymappingformineraldepositpredictionGejiuSnmin

22、eraldepositmodel普雄米甲冲普雄米甲冲P普雄M米甲冲Delineated13an国际地学体系与大科学研究计划奇异性理论方法与极端事件评价123报告提纲大数据地质智能与资源-环境预测评价隐伏矿预测（覆盖区与深部资源评价）4国际地学体系与大科学研究计划奇异性理论方法与极端事件评价12非非线性性矿产预测理理论方法方法覆盖区覆盖区矿产综合合预测中国地质大学(北京）成秋明地地质调查局局计划划项目目资助助2010-2019非线性矿产预测理论方法中国地质大学(北京）成秋明地质调查局计深部资源、隐伏资源、覆盖区资源精细模型建立、先进勘探技术研发、大数据有效利用国际地科联未来资源重大研究计划深部资

23、源、隐伏资源、覆盖区资源国际地科联未来资源重大研究计划如深穿透地球化学、如深穿透地球化学、高精度地球物理、空间信息综合与决策技术高精度地球物理、空间信息综合与决策技术如何发现覆盖层下和深部矿产资源？能源和能源和矿产资源科学源科学战略略报告告（2013-20232013-2023年）年）美国未来面临的关键挑战和机遇之一如何发现覆盖层下和深部矿产资Undiscovered resources lie beneath coversResourcing Future GenerationUndiscoveredresourceslieben成秋明郑州报告ppt课件成秋明郑州报告ppt课件成秋明郑州报告

24、ppt课件成秋明郑州报告ppt课件成秋明郑州报告ppt课件成秋明郑州报告ppt课件东区西区原始地球化学异常图成矿弱信息地球化学异常图个旧矿集区地质图分形密度圈定深部弱异常-弱信息提取技术应用实例成矿模式示意图普雄米甲冲东区西区原始地球化学异常图成矿弱信息地球化学异常图成秋明郑州报告ppt课件成秋明郑州报告ppt课件锌地锌地球化球化学异学异常图常图Zn AnomaliesS-AFilteringZn in stream sediments采用多重分形自相似异常分解技术，在云南三江地区新圈出等距性异常，找到了新的矿床锌地球化学异常图ZnAnomaliesS-AFilter成秋明郑州报告ppt课件成

25、秋明郑州报告ppt课件二、主要科学技二、主要科学技术创新新三三项技技术原始数据成矿信息遥感化探物探弱信息提取复杂信息分解综合信息集成二、主要科学技术创新三项技术原始数据成矿信息遥感化探物探弱信1.1.以接触交代型铁铜矿以接触交代型铁铜矿为主攻矿床类型为主攻矿床类型2.2.以斑岩型铜钼矿和海以斑岩型铜钼矿和海相火山岩型铁矿为主攻相火山岩型铁矿为主攻矿床类型矿床类型3.3.以岩浆熔离型铜镍以岩浆熔离型铜镍矿为主攻矿床类型矿为主攻矿床类型4.4.以斑岩型和似斑岩以斑岩型和似斑岩型铜钼矿为主攻矿床型铜钼矿为主攻矿床类型类型5.5.以矽卡岩型以矽卡岩型铁铅锌多金属铁铅锌多金属矿为主攻矿床矿为主攻矿床6.

26、6.以矽卡岩型以矽卡岩型铁铅锌多金属铁铅锌多金属矿为主攻矿床矿为主攻矿床类型）类型）7.7.以火山以火山-次火次火山热液型铜金山热液型铜金矿、斑岩型铜矿、斑岩型铜钼矿为主攻矿钼矿为主攻矿床类型床类型8.8.以层控矽卡以层控矽卡岩型铁铅锌矿岩型铁铅锌矿为主攻矿床类为主攻矿床类型型9.9.克拉通背景克拉通背景以斑岩型和似以斑岩型和似斑岩型钼斑岩型钼-铜铜-铅锌矿为主攻铅锌矿为主攻矿床类型矿床类型10.10.三江及周边岩浆三江及周边岩浆热液型锡热液型锡-铜铜-铅锌铅锌为主攻矿床类型为主攻矿床类型1.以接触交代型铁铜矿为主攻矿床类型2.以斑岩型铜钼矿和海相主要预测矿床类型和预测模型主要预测矿床类型和预

27、测模型闽西南矽卡岩型铁多金属矿床闽西南矽卡岩型铁多金属矿床朝不愣矽卡岩型铁多金属矿床朝不愣矽卡岩型铁多金属矿床乌日尼图式似斑岩型钨钼矿床乌日尼图式似斑岩型钨钼矿床雅满苏铁矿床海相火山型雅满苏铁矿床海相火山型早石早石炭火炭火山岩山岩喷流喷流与燕与燕山期山期岩体岩体改造改造燕山燕山期岩期岩体与体与石炭石炭 二叠二叠系碳系碳酸盐酸盐岩岩燕燕山山期期岩岩体体与与碳碳酸酸盐盐岩岩燕燕山山期期岩岩体体与与其其它它地地层层主要预测矿床类型和预测模型闽西南矽卡岩型铁多金属矿床朝不愣矽预测模型与综合异常圈定预测模型与综合异常圈定推断地层及推断地层及隐伏岩体隐伏岩体接触交接触交代带代带热液蚀热液蚀变带变带成矿组合

28、元素富集带成矿组合元素富集带推断岩体及推断岩体及隐伏岩体隐伏岩体推断构造及推断构造及隐伏构造隐伏构造知知识识驱驱动动与与数数据据驱驱动动模模型型预测模型与综合异常圈定推断地层及隐伏岩体接触交代带热液蚀变带PCA score of Ag,As,Cu,Zn,Sb,W,Mo,Fe in stream sedimentsMask effect of Q+N sediments on geochemical anomalies in stream sedimentsAbout 5,549 evenly distributed stream sediment samples in density of o

29、ne sample per 4 km2 .Total study area is about 22,200 km2 PCAscoreofAg,As,Cu,Zn,S处理处理前前原始水系沉积物地原始水系沉积物地球化学组合元素分球化学组合元素分布图布图多重分形滤波技术多重分形滤波技术获得的地球化学组获得的地球化学组合元素异常图合元素异常图第三系覆盖层出露区第三系覆盖层中圈定的预测区 S-A方法根据不同自相似性分解背景与异常内蒙沙麦-朝不愣草原覆盖区Fe多金属地球化学组合异常图处理前原始水系沉积物地球化学组合元素分布图多重分形滤波技术获成秋明郑州报告ppt课件Mask effect of Gobi a

30、nd deserts on geochemical anomalies in stream sedimentsPower-lawdecaybehavioroforeelementconcentrationwithincreaseofthicknessoveralteredrocksMaskeffectofGobianddesert成秋明郑州报告ppt课件CascadeprocessesforMapIntegrationInferredvolcanicstructuresEvidentiallayerintegrationandcalculationofposteriorprobabilityI

31、nferredgranitelayerInferreddioritelayerVolcanicrocklayerGeochemicalanomalyPosteriorProbability“Incomplete or missing”informationCascadeprocessesforMapInte1/3 of target areas(anomalies)are delineated in the covered areas.Target areas(red-combined geo-anomalies)with strong singularity are mapped with high probability of finding new mineral deposits.1/3oftargetareas(anomalies应用实例应用实例应用实例